Onderzoekers van de University of Rochester presenteerden algoritmen die helpen verklaren hoe propaan chemisch wordt omgezet in propeen, een sleutelstap voor de productie van veel plastics. De studie, gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society, bouwt voort op eerder werk uit 2021 dat liet zien dat tandem nanoschaal-katalysatoren meerdere processtappen kunnen combineren, wat opbrengst en kosten kan beïnvloeden.
De nieuwe aanpak gebruikt computationele screening om uit een groot aantal mogelijke atomaire ordeningen die configuraties te selecteren die de reactie sturen. De onderzoekers richtten zich op systemen waarin materialen in verschillende toestanden voorkomen, zoals een metalen fase en een oxidefase, en verfijnden hun algoritmen om beide fasen gedetailleerd te analyseren.
Een onverwachte uitkomst was dat het oxidemateriaal selectief groeide rond defecte metaalplaatsen. Die selectieve groei blijkt van belang voor de stabiliteit van de katalysator en houdt de functionele rol van het oxide in stand, ook als de chemische samenstelling van het oxide varieert. Volgens Deshpande kunnen de algoritmen ook worden toegepast op andere industriële reacties, zoals de synthese van methanol, en kunnen bedrijven de bevindingen gebruiken om efficiëntere productiemethoden te ontwikkelen en de afhankelijkheid van proef-en-fout te verminderen.
- Bron: University of Rochester
Moeilijke woorden
- algoritme — reeks rekenregels voor probleemoplossing in computersalgoritmen
- nanoschaal-katalysator — zeer kleine deeltjes die chemische reacties versnellennanoschaal-katalysatoren
- opbrengst — hoeveel product uit een chemisch proces komt
- computationeel — met gebruik van computers en berekeningencomputationele
- fase — toestand of vorm van een materiaalfasen
- selectief — kiezen of groeien op bepaalde plaatsenselectieve
- stabiliteit — vermogen om ongewijzigd en veilig te blijven
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kunnen deze algoritmen volgens de tekst de productiemethoden van bedrijven veranderen? Geef twee mogelijke voordelen.
- Welke mogelijke uitdagingen ziet u bij het toepassen van computationele screening in andere industriële reacties?
- Waarom kan selectieve groei van het oxide rond defecte metaalplaatsen belangrijk zijn voor de stabiliteit van een katalysator?
Gerelateerde artikelen
Licht bestuurt calciumnetwerk voor kunstmatige cellen
Onderzoekers gebruiken licht om calcium gecontroleerd vrij te maken en een eiwitnetwerk in kunstmatige cellen te laten samentrekken. Het netwerk kan herhaaldelijk samentrekken en microscopische deeltjes verplaatsen, een stap naar gericht geneesmiddeltransport.
Jamaica zoekt energie-oplossingen na orkaan en hoge rekeningen
Na orkaan Beryl klaagden veel Jamaicanen over hogere elektriciteitsrekeningen. Een toezichthouder onderzocht de rekeningen en adviseerde verlagingen; het land onderzoekt ook zonne- en oceaanenergie, maar experts noemen kosten en orkaandrukte een uitdaging.
Nanofiber luchtfilter vangt CO2 in gebouwen
Onderzoekers ontwikkelden een nieuw nanofiber luchtfilter dat CO2 binnen gebouwen opvangt en meer dan 92% efficiënt blijkt in een levenscyclusanalyse. Filters kunnen energie besparen, worden geregenereerd en mogelijk op grote schaal CO2 uit de lucht halen.
Pterosauriërs ontwikkelden snel vliegvermogen
Nieuw onderzoek met CT-scans van fossiele hersenholten toont dat pterosauriërs hun vliegvermogen snel ontwikkelden. Wetenschappers vergeleken hun hersenen met die van nauwe verwanten en zien grote optische kwabben en een andere breinvorm.